下面是范文網(wǎng)小編分享的實(shí)驗(yàn)報(bào)告單容液位定值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(單容液位定值控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)思考題)，供大家參考。

　　過程控制綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)名稱:單容液位定值控制系統(tǒng) 專業(yè)：電氣工程 班級 : 姓名：

　　學(xué)號:

　　實(shí) 驗(yàn) 方 案 一、實(shí)驗(yàn)名稱：單容液位定值控制系統(tǒng) 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?１。了解單容液位定值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成。

　　2.掌握單容液位定值控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定和投運(yùn)方法。

　　3.研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的變化對系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的影響。

　　4．了解Ｐ、ＰI、PD 和ＰID 四種調(diào)節(jié)器分別對液位控制的作用。

　　5。掌握同一控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實(shí)現(xiàn)過程。

　　三、實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖１所示。被控量為中水箱的液位高度,實(shí)驗(yàn)要求中水箱的液位穩(wěn)定在給定值。將壓力傳感器 LT２檢測到的中水箱液位信號作為反饋信號，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，以達(dá)到控制中水箱液位的目的。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無靜差控制，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)為 PI 或 PＩD 控制(本次實(shí)驗(yàn)我組采用的是ＰI 控制)。

　　圖 1 中水箱單容液位定值控制系統(tǒng) （a)結(jié)構(gòu)圖 （b)方框圖

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? １。了解單容液位定值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成. ２.掌握單容液位定值控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定和投運(yùn)方法。

　　3.研究調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)的變化對系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能的影響. 4。了解Ｐ、PI、PＤ和 PID 四種調(diào)節(jié)器分別對液位控制的作用。

　?。担莆胀豢刂葡到y(tǒng)采用不同控制方案的實(shí)現(xiàn)過程。

　　二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 １．實(shí)驗(yàn)控制水箱; 2。實(shí)驗(yàn)對象及控制屏、計(jì)算機(jī)一臺、SA—44 掛件一個(gè)、PC/PPI 通訊電纜一根； 3．三相電源輸出（～３8０V／10A）、單相電源輸出（～220V/5A）中單相 I、單相 IＩ端口、三相磁力泵（~３80V）、壓力變送器 LT2、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中控制信號(4～２０mA 輸入,~220V 輸入）、S7—2０0ＰＬＣ 中 AO 端口、ＡI2 端口。

　　三、實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖如圖 1 所示。被控量為中水箱的液位高度，實(shí)驗(yàn)要求中水箱的液位穩(wěn)定在給定值。將壓力傳感器 LＴ2 檢測到的中水箱液位信號作為反饋信號，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度,以達(dá)到控制中水箱液位的目的.為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在階躍給定和階躍擾動(dòng)作用下的無靜差控制，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)為 PI 或ＰID 控制.

　　圖１ 中水箱單容液位定值控制系統(tǒng) (ａ）結(jié)構(gòu)圖 （b)方框圖 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 本實(shí)驗(yàn)選擇中水箱作為被控對象。實(shí)驗(yàn)之前先將儲(chǔ)水箱中貯足水量，然后將閥門Ｆ１-1、Ｆ1-2、F１—7、F1－11 全開,將中水箱出水閥門 F1－１０開至適當(dāng)開度，其余閥門均關(guān)閉。

　　本次實(shí)驗(yàn)采用的是 S７－200 控制的方法。

　　圖 2 S7－２0０PLC 控制單容液位定值控制實(shí)驗(yàn)接線圖 1。將 SＡ-４２ S7－2００ＰLC 控制掛件掛到屏上，并用 PC/ＰPＩ通訊電

　　纜線將Ｓ7-200ＰLC 連接到計(jì)算機(jī)串口２,并按照下面的控制屏接線圖連接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。將“LT2 中水箱液位"鈕子開關(guān)撥到“ON"的位置。

　?。玻油傠娫纯諝忾_關(guān)和鑰匙開關(guān),打開 24V 開關(guān)電源，給壓力變送器上電，按下啟動(dòng)按鈕，合上單相Ⅰ、Ⅲ空氣開關(guān),給 S7－2００PLC 及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥上電。

　　3.打開 Step 7-Ｍｉcro/WＩＮ 32 軟件,并打開“ S7- - ２ 00PLC”程序進(jìn)行下載，然后將 S７—2０0ＰLC 置于運(yùn)行狀態(tài),然后運(yùn)行 MCＧS 組態(tài)環(huán)境，打開“ S7－ 200 ＰC LC 控制系統(tǒng)”工程，然后進(jìn)入 MCＧＳ運(yùn)行環(huán)境，在主菜單中點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)三、單容液位定值控制"，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)三的監(jiān)控界面。

　　4。在上位機(jī)監(jiān)控界面中點(diǎn)擊“啟動(dòng)儀表”。將智能儀表設(shè)置為“手動(dòng)”，并將設(shè)定值和輸出值設(shè)置為一個(gè)合適的值,此操作可通過調(diào)節(jié)儀表實(shí)現(xiàn)。

　?。?。合上三相電源空氣開關(guān)，磁力驅(qū)動(dòng)泵上電打水,適當(dāng)增加/減少智能儀表的輸出量，使中水箱的液位平衡于設(shè)定值。

　　6。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法或動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，選擇 PＩ控制規(guī)律，并按整定后的 PI 參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置。

　　7．待液位穩(wěn)定于給定值后，將調(diào)節(jié)器切換到“自動(dòng)”控制狀態(tài),待液位平衡后,通過以下幾種方式加干擾：

　　(1）突增（或突減）儀表設(shè)定值的大小，使其有一個(gè)正（或負(fù)）階躍增量的變化;(此法推薦，后面三種僅供參考） (2）將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁路閥Ｆ1—3 或Ｆ1—４（同電磁閥)開至適當(dāng)開度； (3)將下水箱進(jìn)水閥Ｆ1—8 開至適當(dāng)開度；（改變負(fù)載） （４）接上變頻器電源，并將變頻器輸出接至磁力泵,然后打開閥門Ｆ2—1、F2－4，用變頻器支路以較小頻率給中水箱打水。

　　以上幾種干擾均要求擾動(dòng)量為控制量的 5%~1５%，干擾過大可能造成水箱中

　　水溢出或系統(tǒng)不穩(wěn)定。加入干擾后，水箱的液位便離開原平衡狀態(tài),經(jīng)過一段調(diào)節(jié)時(shí)間后,水箱液位穩(wěn)定至新的設(shè)定值（采用后面三種干擾方法仍穩(wěn)定在原設(shè)定值）,記錄此時(shí)的智能儀表的設(shè)定值、輸出值和儀表參數(shù),液位的響應(yīng)過程曲線將如圖 3 所示。

　　線曲應(yīng)響躍階的位液箱水容單 3 圖?8。分別適量改變調(diào)節(jié)儀的 P 及 I 參數(shù),重復(fù)步驟 7，用計(jì)算機(jī)記錄不同參數(shù)時(shí)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線. 9．分別用Ｐ、PＤ、PID 三種控制規(guī)律重復(fù)步驟 4～8,用計(jì)算機(jī)記錄不同控制規(guī)律下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。

　　四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí),輸入設(shè)定值（SV）為９０cｍ,比例系數(shù)（Ｐ）、積分時(shí)間（I)均設(shè)為 10，液位波形開始有近似規(guī)律的阻尼震蕩響應(yīng),直至最后波形穩(wěn)定，得出相應(yīng)曲線.(如圖 4、５所示）

　　圖４ 單容液位控制的系數(shù)調(diào)節(jié)

　　圖 5 單容液位控制的響應(yīng)曲線 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 學(xué)習(xí)了單容液位定值控制系統(tǒng)方法，待液位穩(wěn)定于給定值后，將調(diào)節(jié)器切換到“自動(dòng)”控制狀態(tài)，待液位平衡后，突減儀表設(shè)定值為６0,使其有一個(gè)負(fù)階躍增量的變化，但由于疏忽，未能將圖像保存下來. 由于設(shè)定值的原因，波位波形曲線趨向正確,但是阻尼震蕩時(shí)間過長，得到最后結(jié)果曲線所需時(shí)間較長,說明取值并不是完美。后經(jīng)過學(xué)長講解,應(yīng)將積分時(shí)間（Ｉ)設(shè)為 5，這樣將大大提升實(shí)驗(yàn)效率。這更要求我們在做實(shí)驗(yàn)前可以通過分析法對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析,找到近似值,在實(shí)驗(yàn)時(shí)可以直接在理論值附近進(jìn)行驗(yàn)證,將有效提高實(shí)驗(yàn)效率.

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